№.19 編程語言解析——編程語言怎么就火了？
所有的機(jī)器都有一張操作命令清單，讓我們控制它們。例如mp3上的打開、關(guān)閉、調(diào)節(jié)音量、播放、暫停等。計算機(jī)也是一種機(jī)器，它的指令清單就是機(jī)器語言（machine language）。
計算機(jī)誕生之初，所有程序就是一條條機(jī)器語言的命令，后來被改成了更容易理解的匯編語言。比如，計算機(jī)內(nèi)部的加法表達(dá)方式是11001101，而在匯編語言中則為add。
機(jī)器語言和匯編語言的共同問題是，只能執(zhí)行一些簡單的操作，代碼還比較復(fù)雜。代碼越多，出現(xiàn)bug的可能性就越大。例如，我們想讓蜂鳴器響10次，用機(jī)器語言寫的程序是這樣的：
a? ? 將數(shù)字10存入地址0（注：正確的寫法應(yīng)該是9，編程語言中一般是從0開始計數(shù),這樣寫為了突出代碼易產(chǎn)生bug的特性）
如果內(nèi)存地址0的值為負(fù)數(shù)，跳到b行
蜂鳴器發(fā)出聲音
將內(nèi)存地址0的值減1
跳到a行
b? ? ? ……程序的其他部分
后來，程序員找到了一個“助手”——編譯器。編譯器本身就是一個程序，作用是將簡單的易書寫的程序轉(zhuǎn)換為硬件可以理解的語言（還有一個“助手”叫解釋器，不同于編輯器全部翻譯再運行，而是實時翻譯，一行一行運行）。這種方便書寫的語言就是高級語言。比如，還是讓蜂鳴器響10次，只需要寫：
dotimes 10 蜂鳴器響（dotimes 是Lisp語言中表示循環(huán)處理的命令。）
程序變得更簡短了，如果出現(xiàn)了錯誤，也更容易發(fā)現(xiàn)。另外，高級語言也使程序有了可移植性。不同型號計算機(jī)的機(jī)器語言是不完全相同的，如果采用高級語言，你就不用針對每種機(jī)型寫代碼，重寫編譯器就成。
編譯器處理的高級語言代碼叫做源碼，處理之后的機(jī)器碼叫做目標(biāo)碼（可見于在市場上售賣的大部分商業(yè)軟件）。目標(biāo)碼可讀性很差，基本上相當(dāng)于加密。后來出現(xiàn)了開放源代碼的潮流：公開可以隨意修改的源碼。開源讓我們可以修改軟件，同時也能自己動手修正bug。
絕大多數(shù)程序員在絕大多數(shù)時候，都會選擇高級語言編程?，F(xiàn)在的高級語言大概有幾百種，比較出名有：Fortran、Lisp、Cobol、Basic、C、Pascal、Smalltalk、C++、Java、Perl和Python（注：這是2004年的情況了）。不同的機(jī)器語言的指令集基本相同，但不同的高級語言開發(fā)程序的模式差別卻相當(dāng)大。
究竟該用哪種語言，一直以來，都很有爭議。一些黑客只喜歡自己用的語言，反感其他所有語言；另一些黑客則表示所有的語言都一樣。語言之間確實差別很大，但很難確定地說哪種語言是最好的。（編者注：后文關(guān)于編程語言的評論，均為原書作者觀點，大家可以聽聽他的看法，至于信或不信請自行決定。）
高級語言也有層次。例如，C語言是一種低層次語言，接近硬件，堪稱可移植的匯編語言，而Lisp的層次則相當(dāng)高。一般情況，層次越高，越有利于編程，但也并非絕對。接近機(jī)器語言的低層次語言運行速度更快，大多數(shù)操作系統(tǒng)都是用C語言編寫的，因為大家都覺得操作系統(tǒng)越快越好。
編程語言之間還有一個議題是靜態(tài)類型語言與動態(tài)類型語言之爭。用靜態(tài)語言寫代碼，必須清晰地定義每個變量的類型，而在動態(tài)語言中，你可以隨時更改變量的類型。前者的擁護(hù)者認(rèn)為這樣可以防止bug，且能幫助編譯器生成更快的代碼；后者的粉絲則認(rèn)為靜態(tài)類型對程序構(gòu)成了限制。這個爭論一直沒有停息過，不過也要看需求。有人希望編程語言可以防止程序員干傻事，有人則認(rèn)為編程語言應(yīng)該讓程序員能夠心想事成。所以，美國國防部很看中Java。
另一個爭論的熱點則是面向?qū)ο缶幊蹋ㄒ环N計算機(jī)編程架構(gòu)）。打個比方，你需要寫一個程序計算二維圖形的面積。有兩種實現(xiàn)方式：方法一，用一整塊代碼判斷遇到的是什么圖形，然后再用相應(yīng)的公式來計算面積；方法二，寫兩段代碼，一段是解決圓形類的，一段是解決正方形類的，每個類里面用一小塊代碼計算該類圖形的面積。方法二即是面向?qū)ο蟮木幊谭绞剑ê唵慰衫斫鉃橥ㄓ眯秃蛯Ｓ眯停?。面向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)點在于，如果你需要修改程序，比如計算三角形的面積，你只需要再另外加一塊相應(yīng)的代碼就可以了，甚至都不需要修改另外的兩部分。當(dāng)然，這也是有缺點的，增加的代碼不用考慮其他部分，結(jié)果往往導(dǎo)致寫出性能不佳甚至有副作用的代碼。
關(guān)于面向?qū)ο缶幊痰臓幷摬]有靜態(tài)、動態(tài)類型之爭那樣涇渭分明。因為編程時，靜態(tài)類型和動態(tài)類型是必須二選一的，但面向?qū)ο缶幊虅t只是程度不同的問題。我認(rèn)為，在編程時，應(yīng)該選擇“允許”（而非“強迫”）使用面向?qū)ο缶幊痰恼Z言，因為用不用是你的自由。
拉里·瓦爾為了使管理機(jī)房的工作變得更方便，用業(yè)余時間創(chuàng)造了Perl語言。他給了很多黑客啟發(fā)：為什么不自己動手設(shè)計一款語言呢？結(jié)果有了一些“頭重腳輕”的語言：它們的內(nèi)核設(shè)計一般，但是卻有著強大且好用的函數(shù)庫，可以很方便地解決一些特定問題。
很快，語言變得多樣化了。編程語言的文藝復(fù)興時代到來，“戰(zhàn)爭”也隨之發(fā)生。
真是百花齊放、百家爭鳴，我覺得這是程序員的黃金時代。
№.20 一百年后的編程語言——為什么不從現(xiàn)在就開始這樣做呢？
本節(jié)我想探討的問題是：一百年后，人們會使用什么語言開發(fā)軟件？
如果幸運地找到答案，我們從現(xiàn)在就可以開始用上這些語言。
我認(rèn)為，編程語言和自然生物一樣，存在著進(jìn)化脈絡(luò)。在我看來，Java的進(jìn)化之路已到盡頭。回到開頭的問題，其提出是為了找到編程語言的進(jìn)化脈絡(luò)，啟發(fā)我們選擇那些靠近主干的語言，這對當(dāng)前的編程是有利的。
編程語言的進(jìn)化同生物的進(jìn)化還是有區(qū)別的，因為不同分支的語言會發(fā)生聚合。比如，F(xiàn)ortran分支看來正在與Algol（最早的計算機(jī)語言之一，對后來的許多語言產(chǎn)生了極大的影響）的繼承者聚合。編程語言發(fā)生聚合，是因為編程語言的形式有限，怎么變都差不多是那幾種。另外，編程語言的突變也不是隨機(jī)的，一般是借鑒其他語言的設(shè)計思想。
對于設(shè)計者來說，認(rèn)清進(jìn)化的主干有助于識別現(xiàn)存的優(yōu)秀語言，還可以把它當(dāng)作設(shè)計語言的指南。
編程語言由兩大部分組成：基本運算符的集合（扮演公理的角色）以及除運算符以外的其他部分（原則上，這部分可以用基本運算符表達(dá)出來）。基本運算符是一種語言能否長期存在的最重要因素，就像數(shù)學(xué)家認(rèn)為公理越少越好一樣，基本運算符也是如此。
所以，我的判斷是——那些內(nèi)核最小、最干凈的編程語言才會存在于進(jìn)化的主干上。內(nèi)核設(shè)計得越小、越干凈，這種語言的生命力就越頑強。
在軟件走過的50多年里，編程語言的進(jìn)化其實是非常緩慢的，因此展望一百年后的語言是可行的。編程語言進(jìn)化如此緩慢是因為它們并不是真正的技術(shù)。語言是一種書寫方法，它只能像數(shù)學(xué)符號那樣漸變式變化。
下面，我們探討一些細(xì)節(jié)：
首先，可以預(yù)料的是，一百年后計算機(jī)的運行速度將會快很多。如果其他條件不變，現(xiàn)在被認(rèn)為運行速度慢的語言（即運行效率不高）將會有更大的發(fā)展空間。對實現(xiàn)方式少作限制的語言，在編程時會具備更大的靈活性。另外，硬件性能的大幅提高可以讓我們在性能上做一些妥協(xié)，換來便利性的提高，所以一些由于效率低下但編寫方便的語言會被重新考慮（要知道，程序員的時間要比機(jī)器的時間更有價值）。
放棄一些數(shù)據(jù)類型，在一百年后應(yīng)該也是可以實現(xiàn)的。Arc語言已經(jīng)放棄字符串類型了，看上去效果還不錯。一百年后，性能分析器將變得越來越重要，它能指導(dǎo)提升應(yīng)用軟件運行速度。
一百年后的編程語言，在理論上，今天就可以設(shè)計出來。如果現(xiàn)在用這種語言編程，縱然我們不能直接用它開發(fā)軟件（硬件跟不上），但用它為一些應(yīng)用程序生成快速代碼還是能用得到的。所以，為什么不現(xiàn)在就動手嘗試寫出一百年后的編程語言呢？
在設(shè)計編程語言時，我們可以牢記這個目標(biāo)。好比要把車開直，你看的是遠(yuǎn)處的點。
№.21 拒絕平庸——你的對手還很強大
簡單說一下，Viaweb網(wǎng)站主要有兩個部分——編輯器和訂單處理系統(tǒng)。編輯器主要供用戶搭建自己的網(wǎng)站，這個部分是用Lisp語言開發(fā)的。這是第一個用Lisp語言開發(fā)的大型應(yīng)用程序。
埃里克·雷蒙德的《如何成為一名黑客》（How to Become a Hacker）中談到，如果你想當(dāng)黑客，可以從Python和java入手，因為比較容易掌握。然后開始學(xué)C和Perl，C可以用來對付Unix系統(tǒng)，Perl則可以用來管理系統(tǒng)和開發(fā)CGI腳本。最后，他建議，把黑客作為人生目標(biāo)的人，應(yīng)該學(xué)習(xí)Lisp：
Lisp很值得學(xué)習(xí)。你掌握它以后，會感到它給你帶來的極大啟發(fā)。這會大大提高你的編程水平，使你成為一個更好的程序員。盡管在實際工作中極少會用到Lisp。
埃里克·雷蒙德的觀點也代表了大多數(shù)人對Lisp的看法。但這里面有一個矛盾：Lisp語言能讓你成為更好程序員，但你卻不用它，這難道不奇怪嗎？
對于技術(shù)的選擇，我們應(yīng)該考慮怎樣的技術(shù)能最好地完成工作。我和莫里斯都很了解Lisp語言，雖然其他人都是用C++和Perl做開發(fā)。但我們相信自己的直覺，堅持用Lisp開發(fā)Viaweb。
互相模仿對于大公司而言，是可行的。但對于創(chuàng)業(yè)公司而言，卻意味著關(guān)門倒閉。因為大公司只要每件事做到大公司的平均水平，就能得到大公司的平均成長結(jié)果（大約10%）。但創(chuàng)業(yè)公司的生存率遠(yuǎn)低于50%，所以，創(chuàng)業(yè)公司最好做一些獨特的事情，這可能會提高你的生還概率。
我們當(dāng)時選擇Lisp，主要基于以下考慮：首先，公司需要快速開發(fā)出新產(chǎn)品，而Lisp語言非常適合快速開發(fā)。其次，一般公司都不會使用這種語言，如果Viaweb用了，這可能會發(fā)展成為產(chǎn)品優(yōu)勢。最后，Lisp是一種抽象層次非常高的語言，效率很高，不需要龐大的開發(fā)團(tuán)隊，這會降低成本。
Viaweb前前后后遇到二三十個競爭對手，獲得勝利的總是Viaweb?；ヂ?lián)網(wǎng)軟件的本質(zhì)打敗了一批桌面軟件的競爭對手；在功能上總是優(yōu)于使用CGI腳本的競爭對手；至于在引入新功能方面，效果更佳，通常競爭對手才發(fā)布新聞稿，在一兩天內(nèi)，Viaweb就可以發(fā)布自己的新版本。商場如戰(zhàn)場，在競爭中，你的對手無法理解你的技術(shù)優(yōu)勢，摸不透你，你的勝算就增加了。
Lisp最核心的優(yōu)勢在哪里？一句話：Lisp是目前最強大的編程語言。
它沒有得到廣泛使用，是因為編程語言會讓使用者形成難于改變的習(xí)慣性思維。編程語言的編程能力是有差異的，最直觀的是高級語言比機(jī)器語言更強大好用。今天的大多數(shù)程序員都是使用某種高級語言編程，然后讓編譯器把它翻譯成機(jī)器語言。這種流程進(jìn)而影響了硬件，硬件指令集都是針對編譯器而不是程序員設(shè)計的。
最終選擇使用哪種語言編程，有很多情況需要考慮。例如，如果你在開發(fā)的軟件需要與另一個程序緊密配合，那么選擇與后者保持一致的語言來編程是比較方便的。如果你的程序只需要做一些簡單的運算，那么選擇接近機(jī)器語言的低層次語言是比較方便的。如果你的程序很短，且只需要用于一次性的特定場合，那么根據(jù)你的需要選擇具有強大函數(shù)庫的語言會比較好?？傮w而言，選擇強大的、效率在可接受范圍內(nèi)的編程語言都是正確的。
高級語言與低級語言相比，其優(yōu)勢在于功能更強大，如果一開始接觸的語言不能滿足你的編程需要，你可能會尋找并學(xué)習(xí)一門更高級的語言。一旦找到包含所有你需要功能的語言，你就會覺得這門語言就夠好、夠用了。到了一定年齡后，程序員更是極少更換自己的編程語言。此時就算看到了更高級的語言，你也可能僅僅覺得這些語言很奇怪，而不會去深入了解。只有懂得最強大的那種語言的人，才能洞悉所有語言的優(yōu)劣，所謂一覽眾山小。
我最開始是用Basic語言編程的，很弱，甚至不支持遞歸（筆者注：在運行的過程中調(diào)用自己）。但當(dāng)時覺得沒有遞歸就沒有吧，對使用并沒有影響。
后來，接觸了Lisp,才發(fā)現(xiàn)Lisp的宏是獨一無二的，很多語言甚至都沒有。Lisp有一種很奇特的語法，或者說它根本沒有語法。一般的源代碼程序經(jīng)過編譯器解析會生成解析樹，Lisp的奇特之處在于，你可以寫程序控制解析樹，進(jìn)行任意的存取操作。這種程序就叫宏，它們可以用來生成其他程序。
Viaweb編譯器的源碼大約有20%-25%是宏。它們比普通的Lisp函數(shù)難寫。這就意味著這個程序至少有20%-25%代碼的功能無法輕易用其他語言實現(xiàn)。這就是我們給競爭對手設(shè)下的障礙，至少不能輕易追趕上。
我寫此文的目的不是想改變?nèi)魏稳说挠^點，而是想讓那些有興趣學(xué)習(xí)或正在學(xué)習(xí)Lisp語言的人放心。即使使用者不多，可能學(xué)會了也沒什么用，但Lisp語言是強大的。在商業(yè)競爭中使用，其優(yōu)勢就會顯現(xiàn)出來。
普通的編程語言正在主導(dǎo)一切，我不建議大家挑戰(zhàn)這種習(xí)慣勢力，相反，我們應(yīng)該向日本合氣道（一種日本武術(shù)，主要特點是“以柔克剛”“不主動攻擊”等）選手學(xué)習(xí)。
如果你為創(chuàng)業(yè)公司工作，那么這里有一個評估競爭對手的妙招——關(guān)注他們的招聘職位。我讀過大量競爭對手的招聘職位。基本上，這樣就可以大致了解，哪些公司是值得關(guān)注的，哪些是不用在意的。總結(jié)：職位描述里使用大量IT詞匯的，內(nèi)容越多，這家公司越構(gòu)不成威脅；要求應(yīng)聘者有Oracle數(shù)據(jù)庫經(jīng)驗的公司，你可以放棄關(guān)注了；招聘C++或Java程序員的公司，對你也不會構(gòu)成威脅；如果招聘Perl或Python程序員，那就需要稍微注意了，他們會存在威脅，至少聽起來，這是一家由黑客控制的技術(shù)公司；如果見到一家招聘Lisp黑客的公司，那么，對手來了。
